模型驱动的基础制造工艺过程信息集成研究与系统实现

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zyh20070901
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
面向未来生产过程智能化与绿色化结合发展的新趋势,将包括生产过程在内的各种物理实体数字化,实现物理空间与信息空间信息的交互融合已是大势所趋。基础制造工艺是生产过程的主体,对基础制造工艺过程及其要素和属性进行数字化与建模,实现基础制造工艺过程的信息集成是工艺过程虚实空间信息交互的关键。然而受工艺种类繁多、工艺过程及其要素差异大、要素属性和资源环境负荷数据多样且各异,以及生产现场接口和协议异构等问题影响,使得工艺过程信息的集成和技术实现难度很大。论文以量大面广的铸造、热处理、焊接、机加工基础制造工艺为研究对象,深入分析工艺过程和工艺信息的特性和信息集成需求,明确工艺过程信息集成的难点,提出把工艺过程要素和要素的属性进行分割,分别建立可复用、可封装的工艺过程结构化模型和属性规范化模型,在工艺过程实例化时再进行融合,进而实现工艺过程信息集成的方法,设计并实现了信息集成系统。论文主要研究内容如下:首先,从基础制造工艺过程结构特性和工艺信息特性分析出发,明确工艺过程信息的集成需求,提出工艺过程信息集成的关键技术,设计信息集成系统的总体架构。然后,针对工艺种类繁多、工艺过程及其要素差异大的问题,提出基于MLDAG(Multi-Level Directed Acyclic Graph,多层级有向无环图)的工艺信息结构化建模方法,提出结点、坐标、管道、超链接等模型要素的概念,实现对工艺、工序、工步、负荷以及其之间的从属、关联、聚合、分流等生产时序关系和信息流向关系的抽象化表征,构建能精准反映复杂工艺过程内在组织结构的数字化信息模型;针对工艺要素属性和资源环境负荷数据多样且各异的问题,提出了最小粒度规则四元组模型、规则链以及属性模型等概念和数据约束机制,实现对工艺信息的全面性、扩展性和规范性数据控制与集成;融合结构化模型和规范化模型构建面向工艺过程的数据流图,进而有效完成工艺过程信息的分析融合和存储管理。最后,考虑生产现场接口和协议异构等问题对工艺过程信息集成的影响,从可用性和集成性等设计需求角度,融合了时序数据库、MQTT(Message Queuing Telemetry Transport,消息队列遥测传输)、OPC UA(Unified Architecture,统一架构)等相关技术,设计并实现了面向多协议接口的工艺过程信息集成原型系统。通过功能性测试验证了文中提出的信息集成方法和集成系统的有效性。
其他文献
大部分锆、钛合金因耐热耐腐蚀性好、强度硬度较高等一系列优点而被广泛用于航空航天材料、船舶以及化学工业等领域,因此具有广泛的应用前景。然而,一般情况下锆、钛合金室温条件下塑性较差,容易在加工过程中产生开裂,需要在高变形温度及较低的应变速率条件下加工成形,热加工变形范围较窄,变形抗力太大,从而使其在各方面的应用大大受到限制。置氢处理是通过把氢作为锆、钛合金的临时合金化元素改善其相组成及微观组织,从而有
同时定位与建图(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)是移动机器人实现自主化与智能化的关键技术。相对于惯导、激光雷达等传感器,视觉传感器成本更低且采集的图像可以提供更多的环境信息,基于各种视觉传感器的SLAM算法取得了很多研究成果。然而,现有的视觉SLAM算法都假设相机在静态环境下工作,在实际应用场景中难免会出现运动物体,成为图像中的干扰元素,严重影
目前,铸件在机械产品中广泛应用,铸件内部缺陷问题严重影响产品质量,甚至会造成不可预估的损失。因此,铸件的品质检测成为工业生产中的关键环节。超声检测作为无损检测方法的一员,具有操作简便、检测灵敏度高以及对人和环境安全无污染等优势。针对现有的绝大部分超声波探伤仪均可直观显示缺陷扫描图像,因此如何通过图像识别方式在线检测铸件内部缺陷可行且必要。深度学习技术在图像识别领域中取得了十分显赫的成就,卷积神经网
在日常的生活以及大数据的实际应用中,通常需要对观测系统和实际生产中的数据进行记录,这些按照时间先后顺序记录的数据,就是基础的时间序列。当在系统中同时观测多个变量或同时记录多个数据,得到就是多元时间序列。研究时间序列的目的就是希望通过对时间序列的结构特征进行分析,挖掘其内部信息规律,最后能够正确预测时间序列的未来走向,并实现通过一定的人为行为进行调节,让系统按照期望的轨迹运行。相比一元时间序列,多元
随着电动汽车作为移动负荷的广泛接入电网,电动汽车负荷具有可移动性和不确定性,给配电网的调度带来了配电网峰谷差增加、网络损耗变大等诸多问题。针对电动汽车用户行为规律研究配电网的优化,对电动汽车的发展和配电网的稳定运行具有重要意义。本文以电动汽车分布式接入配电网的分层控制系统为框架,通过从时空特性分析电动汽车用户的出行规律,对电动汽车负荷进行优化预测,进而使配电网实现对电动汽车用户和电网双层优化,提高
随着信息技术的发展,越来越多的人开始关注数据科学,希望通过数据分析寻求有价值的数据信息。图表可视化技术作为数据分析的有效工具,可直观、清晰地呈现数据信息,但使用可视化工具创建可视化需要选定图表类型、坐标轴和数据属性等一系列较为复杂的操作,用户在该可视化探索的过程可能会致使数据分析效率降低。此外,现有的可视化工具对编程能力有一定的要求,即可视化工具的使用存在一定的门槛。为提升可视化创建的效率,本文提
注塑成型是生产塑料制品的常用工艺,无论在农、林、牧、渔业,亦或采矿、制造、建筑等领域,其产品均起到至关重要的作用。随着技术的进步,各行业对塑料制品的质量要求愈来愈高。在注塑成型的一系列工艺流程中,注射速度是影响注塑制品质量的关键因素。传统的PID(Proportion,Integral,Derivative)控制方法不能对注射速度进行精确跟踪,无法实现理想的控制效果,影响注塑制品的质量指标,且迭代
我国人口众多,义齿的需求量很大。为了提高义齿加工的精度,在义齿的数控加工过程中需要对义齿的刀路轨迹进行规划。为此,本文对义齿三角网格模型的刀路轨迹生成算法进行了深入研究,重点研究了偏置算法、刀位点生成算法和曲线插值算法,并进一步开发了义齿刀路轨迹生成系统。在偏置算法方面,基于三角网格模型文件规则,使用拓扑重构算法对三角网格模型中的数据进行重构,为便于后续刀路轨迹的生成,简化了数据模型。对顶点偏置算
基于多传感器融合的定位方法是目前移动机器人定位的主流方式。相对于单一传感器定位,多传感器融合定位具有成本低、容错率高、抗干扰能力强的优点。然而,现有的多传感器融合定位算法,无法同时兼顾定位精度和系统容错率,在融合过程中,对信息分配、信号干扰、误差模型异常等问题考虑的较少,严重的影响了机器人的定位效果。针对这些问题,本文围绕传感器的原理、联邦滤波信息分配系数以及自适应鲁棒联邦滤波进行了研究,主要研究
本文采用实验研究、理论分析和数值模拟相结合的方法,对采动影响下煤岩流固耦合机理及瓦斯运移规律进行了研究。在实验研究方面,以取自川煤集团某煤矿煤岩试样为研究对象,结合压汞法、低温氮气法和核磁共振法对煤样的孔裂隙结构进行了测试分析,借助煤岩热流固耦合实验装置(THM)进行了煤岩加卸载实验,分析了煤岩在加卸载过程中的渗流、变形及能量演化规律。在理论分析与数值模拟方面,分析了瓦斯和应力共同作用对煤体渗透率